Что из себя представляет коэффициент избытка воздуха и почему он у дизелей больше чем у ДсИЗ.

Дата добавления: 2014-09-05 | Просмотров: 1551

Теоретически необходимое количество воздуха определяется в предположении полного сгорания топлива при полном использовании содержащегося в воздухе кислорода.

В действительных условиях этого не удается достичь из-за грубого распыла топлива, плохого его перемешивания с воздухом и др. В результате при подаче только теоретически необходимого количества воздуха топливо полностью не сгорает (в выхлопных газах обнаруживаются окись углерода и кислорода, а двигатель дымит). В этих условиях для обеспечения полного сгорания топлива приходится увеличивать количество подаваемого воздуха.

Степень превышения количества подаваемого воздуха над количеством теоретически необходимого оценивает коэффициент избытка воздуха - a:

a=L_ф/L_o= (3)

где L_ф( )- действительно поданное количество воздуха в кмолях (кг);

L_о( ) - теоретически необходимое количество воздуха в кмолях (кг).

В двигателях с искровым воспламенением a не превышает 1,15 (0,85…1,10), причем максимальная мощность достигается при a=0,85…0,9, а максимальная экономичность – при a=1,0…1,10. Если a=1, то состав называют стехиометрическим.

Отметим также, что в равномерно перемешанных топливе и газах, если a больше 1,20…1,30 и ниже 0,3…0,5, смесь не горит (двигатель не работает).

В автотракторных дизелях a=1,3…1,65. В двигателях с наддувом рост температуры, обусловленный увеличением количества введенного в двигатель тепла, частично компенсируется путем внутреннего охлаждения за счет увеличения коэффициента избытка воздуха a. Для дизелей с трубонаддувом a=1,8…2,0.

Из-за указанных различий в a одинаковые мощности карбюраторного и дизельного двигателей достигаются при большем рабочем объеме последнего. Из-за этого максимальный крутящий момент дизеля получается больше, чем у карбюраторного двигателя (с вытекающими отсюда положительными последствиями для динамики автомобиля) и отрицательными последствиями (большими габаритами и массой).

Коэффициент молярного изменения. Согласно вышеизложенному, при сгорании происходит возрастание количества кмолей газов на величину:

где - на столько возрастает число кмолей газа при полном сгорании В кг водорода;

- столько молей свободного кислорода выделяется при сгорании из самого топлива.

Таким образом, если для сгорания 1 кг топлива расходуется М_о=aL_o кмолей воздуха, то после сгорания образуется М_г=aL_o+DM кмолей газа.

Отношение числа молей газа после сгорания к числу молей до сгорания называют химическими коэффициентом молярного изменения:

(4)

Фактическое значение коэффициента молярного изменения определяется с учетом находящихся в цилиндре остаточных газов:

(5)

где g_r – коэффициент остаточных газов.

b - коэффициент молярного изменения (b»1,033).

Как видно из приведенных выражений, коэффициент молярного изменения зависит от коэффициента избытка воздуха; если при a=1,2 b=1,05, то при a=1,0 b=1,07 и a=0,8 b=1,1: